JP2003239013A - Heat treatment method for aluminum alloy-made dome and cooling tool for heat treatment - Google Patents

Heat treatment method for aluminum alloy-made dome and cooling tool for heat treatment

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JP2003239013A
JP2003239013A JP2002041682A JP2002041682A JP2003239013A JP 2003239013 A JP2003239013 A JP 2003239013A JP 2002041682 A JP2002041682 A JP 2002041682A JP 2002041682 A JP2002041682 A JP 2002041682A JP 2003239013 A JP2003239013 A JP 2003239013A
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JP
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cooling
dome
cooling water
aluminum alloy
heat treatment
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Withdrawn
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JP2002041682A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Ota
高裕 太田
Kenichiro Takeishi
賢一郎 武石
Takayuki Tsuzuki
隆之 都筑
Takeshi Yamada
毅 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment method and a cooling tool for heat treatment with which cooling water can quickly and uniformly be jetted into the surface of an aluminum alloy-made dome plate after heating in a furnace, suitable cooling speed can be secured, and the deformation of the dome can be prevented. <P>SOLUTION: The heat treatment method for the aluminum alloy-made dome includes a step for fitting the dome to the cooling tool provided with cooling pipes having a plurality of cooling nozzles while directing at least one side surface of the outer surface and the inner surface toward the cooling nozzles, a step for carrying the aluminum alloy-made dome into a heating furnace under state of fitting to the cooling tool, a step for carrying out the dome together with the cooling tool from the heating furnace after performing a prescribed heating in the heating furnace, and a step for performing the cooling of the dome by jetting the cooling water from the cooling nozzles. The deformation in the heat treatment is prevented and a prescribed cooling speed is obtained to obtain the strength in this dome after aging. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロケットタンクの
大型鏡板等のアルミニウム合金製ドームの熱処理方法
と、その熱処理方法に用いられる熱処理用冷却治具に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment method for an aluminum alloy dome such as a large end plate of a rocket tank, and a heat treatment cooling jig used in the heat treatment method.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、ロケットタンクの大型鏡板は、
半球形のアルミニウム合金製ドームとして製造される
が、直径4m〜5m、板厚20mm〜50mmの状態で
ドーム状に成型後、アルミニウム合金の時効処理前に析
出物を固溶化する溶体化処理が行なわれる。
2. Description of the Related Art For example, a large end plate of a rocket tank is
It is manufactured as a hemispherical dome made of aluminum alloy, but it is formed into a dome shape with a diameter of 4 m to 5 m and a plate thickness of 20 mm to 50 mm, and then solution treatment is performed to solidify the precipitates before aging treatment of the aluminum alloy. Be done.

【0003】そして溶体化処理後の冷却を行なうにあた
っては、強度を確保するために冷却速度の確保と、冷却
による変形の低減が求められる。しかし従来、上記のよ
うな大型のアルミニウム合金製ドームは、その大きさの
ため冷却速度の確保、変形の低減の達成が困難であっ
た。
When cooling after the solution treatment, it is necessary to secure a cooling rate in order to secure strength and reduce deformation due to cooling. However, conventionally, it has been difficult to secure a cooling rate and reduce deformation of a large aluminum alloy dome as described above due to its size.

【0004】冷却のため水槽内にどぶ浸けする場合は、
冷却速度は得られるが、全面を一度に冷却できないた
め、変形が大きくなるという問題が生じた。
When submerged in a water tank for cooling,
Although a cooling rate can be obtained, the entire surface cannot be cooled at once, which causes a problem of large deformation.

【0005】一方、シャワー冷却では、板の両面に対し
て均一に冷却水を噴射すれば冷却速度の確保と変形の防
止が可能となるが、半球形の大型のアルミニウム合金製
ドームに対して効率よく両面の冷却を行なうことは困難
であった。すなわち、3次元的な広がりのある形状のド
ームを炉内で加熱したのち炉外に搬出し、さらにその外
面だけでなく内面もふくめ冷却水を均一に噴射するよう
に冷却ノズルの設置等の段取りをする作業は時間を要す
るため、その間に温度低下が起きてしまう問題があり適
切な冷却速度を得ることができなかった。また、炉内か
ら取り出したばかりの高温部に冷却ノズルを設置する作
業では、冷却ノズルを正確に設置することが困難であ
り、冷却ノズルの位置の不正確さに起因する冷却の不均
一によって、アルミニウム合金製ドームに変形が生ずる
おそれもあった。
On the other hand, in the shower cooling, if the cooling water is sprayed evenly on both sides of the plate, the cooling rate can be secured and the deformation can be prevented. However, it is more efficient for a large hemispherical aluminum dome. It was difficult to cool both sides well. That is, after heating the dome with a three-dimensionally wide shape inside the furnace, it is carried out of the furnace, and the cooling nozzle is set up so that the cooling water is evenly sprayed not only on the outer surface but also on the inner surface. Since the work for carrying out the work takes time, there is a problem that the temperature lowers during that time, and it was not possible to obtain an appropriate cooling rate. Further, in the work of installing the cooling nozzle in the high temperature part just taken out of the furnace, it is difficult to install the cooling nozzle accurately, and due to the uneven cooling due to the inaccurate position of the cooling nozzle, The alloy dome may be deformed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来のアルミニウム合金製ドームの製造における溶体
化処理等の熱処理方法の問題を解消し、炉内で加熱後の
アルミニウム合金製ドームの板の面に対して速やかに均
一に冷却水を噴射でき、適切な冷却速度の確保と変形の
防止が可能となる熱処理方法と、その熱処理方法に用い
られる熱処理用冷却治具を提供することを課題とするも
のである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the problems of the heat treatment method such as the solution treatment in the production of the conventional aluminum alloy dome as described above, and provides an aluminum alloy dome after heating in a furnace. (EN) Provided are a heat treatment method capable of promptly and uniformly jetting cooling water onto a plate surface, ensuring an appropriate cooling rate and preventing deformation, and a heat treatment cooling jig used in the heat treatment method. This is an issue.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】(1)本発明はかかる課
題を解決するためになされたものであり、その第1の手
段として、複数の冷却ノズルを有する冷却パイプを備え
る冷却治具に、外面と内面の少なくとも一方の面を前記
冷却ノズルに向けてアルミニウム合金製ドームを取り付
け、同アルミニウム合金製ドームを同冷却治具に取り付
けた状態で加熱炉内に搬入し、同加熱炉内で所定の加熱
を行なった後、前記アルミニウム合金製ドームを前記冷
却治具とともに前記加熱炉外に搬出し、前記冷却ノズル
より冷却水を噴射して前記アルミニウム合金製ドームの
冷却を行なうことを特徴とするアルミニウム合金製ドー
ムの熱処理方法を提供する。
(1) The present invention has been made to solve the above problems. As a first means thereof, a cooling jig having a cooling pipe having a plurality of cooling nozzles is provided. An aluminum alloy dome is attached with at least one of the outer surface and the inner surface facing the cooling nozzle, and the aluminum alloy dome is attached to the cooling jig and carried into the heating furnace. After heating, the aluminum alloy dome is carried out of the heating furnace together with the cooling jig, and cooling water is sprayed from the cooling nozzle to cool the aluminum alloy dome. Provided is a heat treatment method for an aluminum alloy dome.

【0008】上記の第1の手段によれば、ドーム加熱に
先立ち予めアルミニウム合金製ドームに対して冷却治具
の冷却ノズルを設置してあるので、ドーム加熱後、加熱
炉から搬出して速やかに冷却ノズルからの冷却水の噴流
でシャワー冷却が行なえ、また、予め冷却ノズルを設置
するので、ノズルの設置位置の精度が高く冷却速度を均
一化でき、急冷においてもアルミニウム合金製ドームの
変形量を著しく抑制できる。
According to the above-mentioned first means, the cooling nozzle of the cooling jig is installed in advance on the aluminum alloy dome before the dome is heated. Shower cooling can be performed with a jet of cooling water from the cooling nozzle.Because the cooling nozzle is installed in advance, the nozzle installation position is highly accurate and the cooling rate can be made uniform, and the amount of deformation of the aluminum alloy dome can be reduced even during rapid cooling. It can be significantly suppressed.

【0009】(2)第2の手段としては、複数の冷却ノ
ズルを有する冷却パイプを備える冷却治具に、外面と内
面の少なくとも一方の面を前記冷却ノズルに向けてアル
ミニウム合金製ドームを取り付け、同アルミニウム合金
製ドームを同冷却治具に取り付けた状態で加熱炉の炉体
を被せて覆い、同加熱炉内で所定の加熱を行なった後、
前記加熱炉の炉体を前記アルミニウム合金製ドームと前
記冷却治具上から取外し、前記冷却ノズルより冷却水を
噴射して前記ドームの冷却を行なうことを特徴とするア
ルミニウム合金製ドームの熱処理方法を提供する。
(2) As a second means, an aluminum alloy dome is attached to a cooling jig having a cooling pipe having a plurality of cooling nozzles, with at least one of the outer surface and the inner surface facing the cooling nozzle. With the aluminum alloy dome attached to the cooling jig, the furnace body of the heating furnace is covered and covered, and after predetermined heating in the heating furnace,
A heat treatment method for an aluminum alloy dome, characterized in that the furnace body of the heating furnace is removed from the aluminum alloy dome and the cooling jig, and cooling water is sprayed from the cooling nozzle to cool the dome. provide.

【0010】上記の第2の手段によれば、ドーム加熱に
先立ち予めアルミニウム合金製ドームに対して冷却治具
の冷却ノズルを設置してあるので、ドーム加熱後、加熱
炉の炉体を取外して速やかに冷却ノズルからの冷却水の
噴流でシャワー冷却が行なえ、また、予め冷却ノズルを
設置するので、ノズルの設置位置の精度が高く冷却速度
を均一化でき、急冷においてもアルミニウム合金製ドー
ムの変形量を著しく抑制できる。
According to the above-mentioned second means, since the cooling nozzle of the cooling jig is installed in advance on the aluminum alloy dome before the dome heating, the furnace body of the heating furnace is removed after the dome heating. Shower cooling can be quickly performed with a jet of cooling water from the cooling nozzle, and because the cooling nozzle is installed in advance, the nozzle installation position is highly accurate and the cooling rate can be made uniform, and the aluminum alloy dome is also deformed during rapid cooling. The amount can be significantly suppressed.

【0011】(3)第3の手段として、第1の手段また
は第2の手段のアルミニウム合金製ドームの熱処理方法
において、熱処理を行なおうとする前記アルミニウム合
金製ドームと同じ材質と板厚の供試体に前記アルミニウ
ム合金製ドームを加熱すると同等の所定の加熱を行なっ
た後、同供試体を前記アルミニウム合金製ドームの冷却
を行なう前記冷却治具の冷却ノズルと同等の実験用の冷
却ノズルと冷却水の噴射で冷却し、冷却時の温度変化を
計測した結果をもとに冷却ノズル中心からの距離と前記
供試体表面の熱伝達係数の関係を求めるとともに、数値
解析により供試体表面の熱伝達係数と前記板厚内の冷却
速度との関係を求め、必要とする所定の冷却速度を得ら
れる前記冷却ノズル中心からの最大距離を、上記の両関
係から求めて、同最大距離をもとに前記冷却治具の冷却
ノズルの設置間隔を設定することを特徴とするアルミニ
ウム合金製ドームの熱処理方法を提供する。
(3) As a third means, in the heat treatment method for an aluminum alloy dome of the first means or the second means, the same material and plate thickness as the aluminum alloy dome to be heat treated are used. After heating the aluminum alloy dome to the sample, the same predetermined heating is performed, and then the sample is cooled with an experimental cooling nozzle equivalent to the cooling nozzle of the cooling jig for cooling the aluminum alloy dome. The heat transfer coefficient of the surface of the test piece is calculated by numerical analysis, while the relationship between the distance from the center of the cooling nozzle and the heat transfer coefficient of the surface of the test piece is obtained based on the result of measuring the temperature change during cooling. The relationship between the coefficient and the cooling rate within the plate thickness is obtained, and the maximum distance from the center of the cooling nozzle that can obtain the required predetermined cooling rate is obtained from the above two relations. It provides a heat treatment method of the aluminum alloy dome and sets the installation interval of the cooling nozzle of the cooling jig large distance based.

【0012】第3の手段によれば、第1または第2の手
段の作用に加え、実験による冷却ノズル中心からの距離
と供試体表面の熱伝達係数の関係と、数値解析による供
試体表面の熱伝達係数と供試体板厚内の冷却速度の関係
に基づいて、所定の冷却速度が得られる冷却ノズルの設
置間隔を設定することにより、アルミニウム合金製ドー
ムの材質、板厚、冷却ノズルの径、冷却水流速に合わせ
て、熱処理時の必要な冷却速度を確実に得ることができ
る。
According to the third means, in addition to the operation of the first or second means, the relationship between the distance from the center of the cooling nozzle and the heat transfer coefficient of the surface of the test piece by experiment, and the surface of the test piece by numerical analysis Based on the relationship between the heat transfer coefficient and the cooling rate within the plate thickness of the specimen, by setting the installation intervals of the cooling nozzles that can obtain a predetermined cooling rate, the material of the aluminum alloy dome, the plate thickness, and the diameter of the cooling nozzle It is possible to reliably obtain the required cooling rate during the heat treatment in accordance with the cooling water flow rate.

【0013】(4)また、第4の手段として、第1の手
段ないし第3の手段のいずれかのアルミニウム合金製ド
ームの熱処理方法において、前記冷却パイプを、前記冷
却ノズルに冷却水を送る冷却水流路と並んで同冷却パイ
プを冷却する循環冷却水を流す循環冷却水流路を備える
ものとして、前記加熱中に同循環冷却水流路に前記循環
冷却水を循環させ同冷却パイプを冷却することを特徴と
するアルミニウム合金製ドームの熱処理方法を提供す
る。
(4) As a fourth means, in the heat treatment method for an aluminum alloy dome according to any one of the first means to the third means, the cooling pipe is cooled by sending cooling water to the cooling nozzle. It is provided with a circulating cooling water passage for flowing circulating cooling water for cooling the cooling pipe along with the water passage, and cooling the circulating cooling water by circulating the circulating cooling water in the circulating cooling water passage during the heating. A heat treatment method for a featured aluminum alloy dome is provided.

【0014】第4の手段によれば、第1ないし第3の手
段のいずれかの作用に加え、冷却パイプがドーム加熱
中、循環冷却水流路に流される循環冷却水で冷却されて
いるため、ドーム冷却時に冷却水流路から冷却ノズルに
送られる冷却水が冷却パイプ内で沸騰して冷却水の噴出
が阻まれ冷却が遅れることが防止される。
According to the fourth means, in addition to the operation of any of the first to third means, the cooling pipe is cooled by the circulating cooling water flowing through the circulating cooling water passage during the heating of the dome. When the dome is cooled, the cooling water sent from the cooling water flow path to the cooling nozzle boils in the cooling pipe to prevent the cooling water from being jetted, thereby preventing the cooling from being delayed.

【0015】(5)第5の手段として、第1の手段ない
し第3の手段のいずれかのアルミニウム合金製ドームの
熱処理方法に用いられ前記アルミニウム合金製ドームを
載置して取付ける熱処理用冷却治具であって、前記の取
り付けられたアルミニウム合金製ドームの外面と内面の
少なくとも一方の面に向けた複数の冷却ノズルを有する
冷却パイプを備え、同冷却パイプは前記冷却ノズルに冷
却水を送る冷却水流路を備え、同冷却水流路は同冷却水
を供給する冷却用給水パイプと接続してなることを特徴
とする熱処理用冷却治具を提供する。
(5) As a fifth means, a cooling treatment for heat treatment, which is used in the heat treatment method for an aluminum alloy dome according to any one of the first means to the third means, for mounting and mounting the aluminum alloy dome. A cooling pipe having a plurality of cooling nozzles directed to at least one of an outer surface and an inner surface of the attached aluminum alloy dome, the cooling pipe sending cooling water to the cooling nozzle. Provided is a cooling jig for heat treatment, which is provided with a water flow path, and the cooling water flow path is connected to a cooling water supply pipe for supplying the cooling water.

【0016】第5の手段によれば、第1ないし第3の手
段のいずれかのアルミニウム合金製ドームの熱処理方法
を、具体的に実施可能とし、第1ないし第3の手段のい
ずれかの作用を奏することができる。 (6)第6の手段として、第5の手段の熱処理用冷却治
具において、前記冷却パイプは前記冷却水流路と並んで
循環冷却水を循環する循環冷却水流路を備え、同循環冷
却水流路は同循環冷却水を供給する循環冷却水供給パイ
プと同循環冷却水を排出する循環冷却水排出パイプとに
接続してなることを特徴とする熱処理用冷却治具を提供
する。
According to the fifth means, the heat treatment method for the aluminum alloy dome according to any one of the first to third means can be specifically implemented, and the operation according to any one of the first to third means. Can be played. (6) As a sixth means, in the cooling jig for heat treatment of the fifth means, the cooling pipe is provided with a circulating cooling water passage for circulating circulating cooling water along with the cooling water passage. Provides a cooling jig for heat treatment, characterized by being connected to a circulating cooling water supply pipe for supplying the circulating cooling water and a circulating cooling water discharge pipe for discharging the circulating cooling water.

【0017】第6の手段によれば、第5の手段の作用に
加え、冷却パイプをドーム加熱中冷却することができ、
冷却水流路から冷却ノズルに送られる冷却水が冷却パイ
プ内で沸騰して冷却水の噴出が阻まれ冷却が遅れること
を防止できる。
According to the sixth means, in addition to the function of the fifth means, the cooling pipe can be cooled during dome heating,
It is possible to prevent the cooling water sent from the cooling water flow path to the cooling nozzle from boiling in the cooling pipe to prevent the cooling water from being jetted and delay the cooling.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1から図4に基づいて、本発明
の実施の第1形態に係るアルミニウム合金製ドームの熱
処理方法とその熱処理方法に用いられる熱処理用冷却治
具を説明する。図1はアルミニウム合金製ドームを載置
した状態を示す本発明の実施の第1形態に係る熱処理用
冷却治具の断面図、図2は図1中A−A矢視による本実
施の形態の熱処理用冷却治具の外面冷却パイプの拡大断
面図、図3、図4は本実施の形態の熱処理方法における
施工手順の説明図であり、図3はアルミニウム合金製ド
ーム加熱時、図4は冷却時の状態を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A heat treatment method for an aluminum alloy dome and a heat treatment cooling jig used in the heat treatment method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a sectional view of a cooling jig for heat treatment according to a first embodiment of the present invention showing a state where an aluminum alloy dome is placed, and FIG. 2 is a view of the present embodiment taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the outer surface cooling pipe of the cooling jig for heat treatment, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views of a construction procedure in the heat treatment method of the present embodiment. FIG. Indicates the state of time.

【0019】本実施の形態のアルミニウム合金製ドーム
の熱処理方法においては、図1に示すように、アルミニ
ウム合金製ドーム(以下、単に「ドーム」という)1
は、凸面側(以下、「ドーム外面」という)1aを上
に、凹面側(以下、「ドーム内面」という)1bを下に
伏せた状態で、熱処理用冷却治具(以下、単に「冷却治
具」という)2の冷却水受け皿3上に載置される。
In the heat treatment method for an aluminum alloy dome of the present embodiment, as shown in FIG. 1, an aluminum alloy dome (hereinafter simply referred to as "dome") 1
Is a cooling jig for heat treatment (hereinafter, simply referred to as "cooling treatment") with a convex surface (hereinafter, referred to as "dome outer surface") 1a facing up and a concave surface (hereinafter, referred to as "dome inner surface") 1b. It is placed on the cooling water receiving tray 3 (referred to as an ingredient) 2.

【0020】冷却治具2は、ドーム1を載置して取り付
ける載置台4を備え、ドーム1の下方において冷却後の
冷却水aを受ける冷却水受け皿3と、載置台4上のドー
ム1のドーム外面1aと間隔をあけて配置される外面冷
却パイプ5と、ドーム内面1bと間隔をあけて配置され
る内面冷却パイプ6と、外面冷却パイプ5に冷却水aを
供給する外面冷却用給水パイプ7と、内面冷却パイプ6
に冷却水aを供給する内面冷却用給水パイプ8と、外面
冷却パイプ5に後述の循環冷却水bを供給する外面循環
冷却水供給パイプ9aと、外面冷却パイプ5から循環冷
却水bを排出する外面循環冷却水排出パイプ9bと、内
面冷却パイプ6に後述の循環冷却水bを供給する内面循
環冷却水供給パイプ10a、内面冷却パイプ6から循環
冷却水bを排出する内面循環冷却水排出パイプ10bを
備えている。
The cooling jig 2 is provided with a mounting table 4 on which the dome 1 is mounted and mounted, the cooling water receiving tray 3 for receiving the cooling water a after cooling under the dome 1, and the dome 1 on the mounting table 4. An outer surface cooling pipe 5 arranged at a distance from the dome outer surface 1a, an inner surface cooling pipe 6 arranged at a space from the dome inner surface 1b, and an outer surface cooling water supply pipe for supplying cooling water a to the outer surface cooling pipe 5. 7 and internal cooling pipe 6
The inner surface cooling water supply pipe 8 for supplying the cooling water a to the outer surface cooling water, the outer surface cooling water supply pipe 9a for supplying the later-described circulating cooling water b to the outer surface cooling pipe 5, and the outer surface cooling pipe 5 discharging the circulating cooling water b. An outer surface circulation cooling water discharge pipe 9b, an inner surface circulation cooling water supply pipe 10a for supplying circulation cooling water b to the inner surface cooling pipe 6 described later, and an inner surface circulation cooling water discharge pipe 10b for discharging the circulation cooling water b from the inner surface cooling pipe 6. Is equipped with.

【0021】外面冷却パイプ5はドーム外面1aの周囲
を囲む籠状に設けられ、また外面冷却パイプ5には複数
の外面冷却ノズル5aがドーム外面1aの外側に略均等
に分布するような所定の位置に設けられており、各外面
冷却ノズル5aの先端はドーム外面1aに向けてドーム
外面1aと所定の間隔を有している。
The outer surface cooling pipe 5 is provided in a cage shape surrounding the outer surface of the dome 1a, and the outer surface cooling pipe 5 has a predetermined number of outer surface cooling nozzles 5a which are distributed substantially evenly outside the outer surface 1a of the dome. The tip of each outer surface cooling nozzle 5a is provided at a position and has a predetermined distance from the dome outer surface 1a toward the dome outer surface 1a.

【0022】内面冷却パイプ6はドーム内面1bに囲ま
れる籠状に設けられ、また内面冷却パイプ6には複数の
内面冷却ノズル6aがドーム内面1bの内側に略均等に
分布するような所定の位置に設けられており、各内面冷
却ノズル6aの先端はドーム内面1bに向けてドーム内
面1bと所定の間隔を有している。
The inner surface cooling pipe 6 is provided in a cage shape surrounded by the inner surface 1b of the dome, and the inner surface cooling pipe 6 is provided with a plurality of inner surface cooling nozzles 6a at predetermined positions such that the inner surface cooling nozzles 6a are substantially evenly distributed inside the inner surface 1b of the dome. And the tip of each inner surface cooling nozzle 6a has a predetermined distance from the dome inner surface 1b toward the dome inner surface 1b.

【0023】冷却水受け皿3の下部には各冷却ノズル5
a、6aから噴射される冷却水aを排出するための冷却
水排出パイプ11が接続している。
Each cooling nozzle 5 is provided below the cooling water tray 3.
A cooling water discharge pipe 11 for discharging the cooling water a jetted from a and 6a is connected.

【0024】外面冷却パイプ5には、図2に示すように
2つの流路が併設されており、ドーム外面1aに面する
側に冷却水aを通し外面冷却ノズル5aに冷却水aを送
る冷却水流路12aが設けられ外面冷却用給水パイプ7
と接続しており、その反対側に隣接して循環冷却水bを
通す循環冷却水流路12bが設けられ外面循環冷却水供
給パイプ9aと外面循環冷却水排出パイプ9bとに接続
し、循環冷却水bが外面循環冷却水供給パイプ9aと外
面循環冷却水排出パイプ9bを介して循環冷却水流路1
2bを循環するように配管されている。
As shown in FIG. 2, the outer surface cooling pipe 5 is provided with two flow paths, and the cooling water a is passed through the side facing the dome outer surface 1a to send the cooling water a to the outer surface cooling nozzle 5a. A water supply pipe 7 provided with a water flow path 12a for cooling the outer surface
A circulating cooling water flow path 12b for passing circulating cooling water b is provided adjacent to the opposite side thereof, and is connected to an outer surface circulating cooling water supply pipe 9a and an outer surface circulating cooling water discharge pipe 9b. b is the circulating cooling water flow path 1 through the external circulating cooling water supply pipe 9a and the external circulating cooling water discharge pipe 9b.
It is arranged so as to circulate through 2b.

【0025】内面冷却パイプ6にも同様に、ドーム内面
1bに面する側に冷却水aを通し内面冷却ノズル6aに
冷却水aを送る冷却水流路13aが設けられ内面冷却用
給水パイプ8と接続しており、その反対側に隣接して循
環冷却水bを通す循環冷却水流路13bが設けられ内面
循環冷却水供給パイプ10aと内面循環冷却水排出パイ
プ10bとに接続し、循環冷却水bが循環冷却水流路1
3bを循環するように配管されている。
Similarly, the inner surface cooling pipe 6 is also provided with a cooling water passage 13a for sending the cooling water a to the inner surface cooling nozzle 6a on the side facing the dome inner surface 1b and connected to the inner surface cooling water supply pipe 8. A circulating cooling water flow path 13b for passing the circulating cooling water b is provided adjacent to the opposite side, and is connected to the inner surface circulating cooling water supply pipe 10a and the inner surface circulating cooling water discharge pipe 10b. Circulating cooling water channel 1
It is arranged so as to circulate through 3b.

【0026】そして、冷却治具2は、適宜の移動台車1
4上に取り付けられ、ドーム加熱時の状態を示す図3、
ドーム冷却時の状態を示す図4のように、加熱炉15の
内側と外側の間を移動可能に設けられている。移動台車
14の移動手段は、移動時に炉外からアクセスする連結
機構やコンベア、または移動台車14に取り付けた押し
引き部材等を横行駆動するものなど、適宜な手段でよ
い。
The cooling jig 2 is an appropriate moving carriage 1.
3, which is mounted on the dome 4 and shows the state when the dome is heated,
As shown in FIG. 4 showing the state when the dome is cooled, it is provided so as to be movable between the inside and the outside of the heating furnace 15. The moving means of the moving carriage 14 may be any suitable means such as a connecting mechanism or a conveyor that is accessed from outside the furnace during movement, or a means for laterally driving a push / pull member or the like attached to the moving carriage 14.

【0027】加熱炉15は、電気炉やガス炉等の適宜の
熱処理用の炉であり耐火耐熱材の壁体15aで囲まれそ
の床部15bが基礎16上に据え付けられているが、移
動台車14の出入りを可能とするため、移動台車14の
出入り側の側壁部15cは、図示しない適宜の開閉構造
を有している。例えば、図4に示すような上方にスライ
ド移動する扉、または揺動移動する等である。
The heating furnace 15 is a furnace for appropriate heat treatment such as an electric furnace or a gas furnace, and is surrounded by a wall body 15a made of refractory heat-resistant material, and its floor portion 15b is installed on a foundation 16. In order to enable the entrance and exit of the movable carriage 14, the side wall portion 15c on the entrance and exit side of the moving carriage 14 has an appropriate opening and closing structure (not shown). For example, it may be a door that slides upward as shown in FIG. 4, or it may swing.

【0028】また、側壁部15cは上記開閉時、および
図3に示すドーム加熱状態において、外面冷却用給水パ
イプ7、外面循環冷却水供給パイプ9a、外面循環冷却
水排出パイプ9b、内面冷却用給水パイプ8、内面循環
冷却水供給パイプ10a、内面循環冷却水排出パイプ1
0b、冷却水排出パイプ11を通過させ且つドーム加熱
時に外部と遮断する適宜な構造を備えている。例えば、
砂、粘土、シール機構等による閉塞を行なう開口部15
dである。
Further, the side wall portion 15c is opened and closed, and in the dome heating state shown in FIG. 3, the outer surface cooling water supply pipe 7, the outer surface circulating cooling water supply pipe 9a, the outer surface circulating cooling water discharge pipe 9b, and the inner surface cooling water supply. Pipe 8, inner circulating cooling water supply pipe 10a, inner circulating cooling water discharge pipe 1
0b, the cooling water discharge pipe 11 is passed through and an appropriate structure for shutting off from the outside at the time of heating the dome is provided. For example,
Opening 15 for closing with sand, clay, sealing mechanism, etc.
d.

【0029】上記各パイプ7、9a、9b、8、10
a、10b、11は、図4に示すように冷却治具2を取
り付けた移動台車14が加熱炉15外へ移動するときに
支障が無いように、図示しない適宜の必要な可撓部ない
し可動接続部を備えている。
The above pipes 7, 9a, 9b, 8, 10
a, 10b, and 11 are not shown in the drawings so that the moving carriage 14 to which the cooling jig 2 is attached as shown in FIG. It has a connection part.

【0030】本実施の形態のアルミニウム合金製ドーム
の熱処理方法は、上記のような熱処理装置によって以下
のように行なわれる。本実施の形態のドーム1は直径4
m、板厚30mmのアルミニウム合金(A2014:ジ
ュラルミン)であり、外面冷却パイプ5と内面冷却パイ
プ6はSUS304製である。外面冷却ノズル5aおよ
び内面冷却ノズル6aはノズル径10mm、ドーム外面
1a、ドーム内面1bに沿って設置間隔80mmで配置
される。
The heat treatment method for the aluminum alloy dome of the present embodiment is carried out by the above heat treatment apparatus as follows. The dome 1 of this embodiment has a diameter of 4
It is an aluminum alloy (A2014: duralumin) having a thickness of m and a plate thickness of 30 mm, and the outer surface cooling pipe 5 and the inner surface cooling pipe 6 are made of SUS304. The outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a are arranged with a nozzle diameter of 10 mm and an installation interval of 80 mm along the dome outer surface 1a and the dome inner surface 1b.

【0031】ドーム加熱にあたっては、予め、ドーム1
を移動台車14上の冷却治具2に取付け、外面冷却ノズ
ル5aと内面冷却ノズル6aがそれぞれ所定の位置でド
ーム外面1aとドーム内面1bに向くように外面冷却パ
イプ5と内面冷却パイプ6を配置し、その状態のままで
図3に示すように、移動台車14を加熱炉15内に搬入
し、所定温度、例えば550°Cで所定時間、例えば1
hr、冷却治具2とともに加熱を行なう.そのとき、外
面冷却パイプ5の循環冷却水流路12bには循環冷却水
bが外面循環冷却水供給パイプ9aから供給され外面循
環冷却水排出パイプ9bから排出され、常時外面冷却パ
イプ5を冷却しその温度を略100°C以下に保つ。
Before heating the dome, the dome 1
Is attached to the cooling jig 2 on the movable carriage 14, and the outer surface cooling pipe 5 and the inner surface cooling pipe 6 are arranged such that the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a face the dome outer surface 1a and the dome inner surface 1b, respectively. Then, as shown in FIG. 3, the movable carriage 14 is loaded into the heating furnace 15 in that state, and kept at a predetermined temperature, for example, 550 ° C. for a predetermined time, for example, 1
Heating is performed together with the hr and the cooling jig 2. At this time, the circulating cooling water b is supplied to the circulating cooling water flow passage 12b of the outer cooling pipe 5 from the outer circulating cooling water supply pipe 9a and discharged from the outer circulating cooling water discharge pipe 9b to constantly cool the outer cooling pipe 5. Keep the temperature below about 100 ° C.

【0032】内面冷却パイプ6も同様に、循環冷却水流
路13bに循環冷却水bが内面循環冷却水供給パイプ1
0aから供給され内面循環冷却水排出パイプ10bから
排出され、常時内面冷却パイプ6を冷却しその温度を略
100°C以下に保つ。
Similarly to the inner surface cooling pipe 6, the circulating cooling water b is supplied to the circulating cooling water passage 13b.
0a supplied and discharged from the inner surface circulating cooling water discharge pipe 10b to constantly cool the inner surface cooling pipe 6 to keep its temperature at about 100 ° C or lower.

【0033】ドーム加熱が終了すると、図4に示すよう
に、ドーム1を移動台車14上の冷却治具2に取り付け
たまま加熱炉15から搬出し、外面冷却ノズル5a、内
面冷却ノズル6aから冷却水aを噴射して速やかにシャ
ワー冷却でドーム1を冷却する。
When the dome heating is completed, as shown in FIG. 4, the dome 1 is carried out from the heating furnace 15 while being attached to the cooling jig 2 on the moving carriage 14 and cooled from the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a. The water a is jetted to quickly cool the dome 1 by shower cooling.

【0034】冷却水aは、図示しない高圧ポンプから外
面冷却用給水パイプ7と内面冷却用給水パイプ8を介し
て、外面冷却パイプ5内の冷却水流路12aと内面冷却
パイプ6内の冷却水流路13aとに送られ、外面冷却ノ
ズル5a、内面冷却ノズル6aから約10m/secで
噴出するが、外面冷却パイプ5と内面冷却パイプ6は上
記のようにドーム加熱中、循環冷却水bで略100°C
以下に冷却されているため、送り込まれた冷却水aが外
面冷却パイプ5と内面冷却パイプ6内で沸騰して冷却水
の噴出が阻まれ冷却が遅れることが防止される。
The cooling water a is supplied from a high-pressure pump (not shown) through an outer surface cooling water supply pipe 7 and an inner surface cooling water supply pipe 8 to a cooling water flow path 12a in the outer surface cooling pipe 5 and a cooling water flow path in the inner surface cooling pipe 6. 13a and is ejected from the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a at a rate of about 10 m / sec. ° C
Since the cooling water a is cooled below, it is prevented that the sent cooling water a boils in the outer surface cooling pipe 5 and the inner surface cooling pipe 6 to prevent the cooling water from being jetted and delay the cooling.

【0035】アルミニウム合金の溶体化処理において
は、時効後の強度を確保するために冷却速度を一定の値
以上にする必要があり、例えば、A2014合金では強
度を確保する冷却速度は30°C/secとされている
が、上記の本実施の形態によれば、外面冷却ノズル5
a、内面冷却ノズル6aから近距離で高速の冷却水aの
噴流をドーム1に吹き付けることができ、金属表面に発
生する蒸気膜を破り、熱伝達を向上させることができ
る。
In the solution treatment of aluminum alloy, it is necessary to set the cooling rate to a certain value or more in order to secure the strength after aging. For example, in A2014 alloy, the cooling rate to secure the strength is 30 ° C / However, according to the present embodiment described above, the outer surface cooling nozzle 5 is
a, a jet of high-speed cooling water a can be sprayed on the dome 1 at a short distance from the inner surface cooling nozzle 6a, and the vapor film generated on the metal surface can be broken to improve heat transfer.

【0036】また、ドーム1の変形を防止するためには
ドーム1の全面で冷却速度を均一にする必要があるが、
本実施の形態においては、加熱に先立ち予めドーム1に
対して冷却治具2の外面冷却ノズル5a、内面冷却ノズ
ル6aを設置するので、各ノズル5a、6aを正確に設
置できる。その結果、ノズル位置の精度が高く冷却速度
を均一化でき、急冷においてもドーム1の変形量を著し
く抑制できる。
Further, in order to prevent the deformation of the dome 1, it is necessary to make the cooling rate uniform over the entire surface of the dome 1.
In the present embodiment, since the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a of the cooling jig 2 are installed in advance on the dome 1 prior to heating, each nozzle 5a, 6a can be installed accurately. As a result, the accuracy of the nozzle position is high, the cooling rate can be made uniform, and the amount of deformation of the dome 1 can be significantly suppressed even during rapid cooling.

【0037】したがって、アルミニウム合金製のドーム
1の熱処理において変形を防止し且つ所定の冷却速度が
得られ時効後の強度が得られる。
Therefore, during the heat treatment of the aluminum alloy dome 1, deformation is prevented, a predetermined cooling rate is obtained, and strength after aging is obtained.

【0038】なお、加熱によるドーム1と冷却治具2の
熱膨張差による位置のずれは、予め冷却治具2の配置、
形状の決定時に折り込んでおくことにより対処できる。
また、上記の実施の形態では板厚が大きいため内外面か
らの冷却を行なったが、板厚が小さいときは、内外面の
いずれかの片面からの冷却でも上記の効果を奏すること
ができる。
The positional deviation due to the difference in thermal expansion between the dome 1 and the cooling jig 2 due to heating is caused by the arrangement of the cooling jig 2 in advance.
This can be dealt with by folding in when determining the shape.
Further, in the above embodiment, since the plate thickness is large, cooling is performed from the inner and outer surfaces. However, when the plate thickness is small, the above effect can be obtained by cooling from either one of the inner and outer surfaces.

【0039】次に図1、図2、および図5、図6に基づ
いて、本発明の実施の第2形態に係るアルミニウム合金
製ドームの熱処理方法とその熱処理方法に用いられる熱
処理用冷却治具を説明する。本実施の形態における熱処
理用冷却治具は、前述の実施の第1形態の図1、図2の
ものと同じであるので、図1、図2は本実施の形態の説
明図としても参照する。図5、図6は本実施の形態の熱
処理方法における施工手順の説明図であり、図5はアル
ミニウム合金製ドーム加熱時、図6は冷却時の状態を示
す。
Next, based on FIGS. 1, 2, 5 and 6, a heat treatment method for an aluminum alloy dome according to a second embodiment of the present invention and a heat treatment cooling jig used in the heat treatment method. Will be explained. Since the cooling jig for heat treatment in the present embodiment is the same as that of the above-described first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, FIGS. 1 and 2 are also referred to as explanatory views of the present embodiment. . 5 and 6 are explanatory views of a construction procedure in the heat treatment method of the present embodiment, FIG. 5 shows a state when the aluminum alloy dome is heated, and FIG. 6 shows a state when cooled.

【0040】本実施の形態の説明において、前述の実施
の第1形態と同じ部分は、同じ符号を付して説明を省略
し、異なる部分を主に以下説明する。
In the description of the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment described above will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and different parts will be mainly described below.

【0041】本実施の形態において、冷却用治具2の構
成は図1、図2に示すとおり、実施の第1形態と同じで
ある。
In this embodiment, the structure of the cooling jig 2 is the same as that of the first embodiment, as shown in FIGS.

【0042】しかし、冷却治具2は、実施の第1形態の
ように移動台車14上に取り付けられる必要はなく、ド
ーム加熱時の状態を示す図5、ドーム冷却時の状態を示
す図6のように、加熱炉25内に設置されていれる。
However, the cooling jig 2 does not have to be mounted on the moving carriage 14 as in the first embodiment, and the state shown in FIG. 5 showing the state of heating the dome and the state shown in FIG. 6 showing the state of cooling the dome are shown. Thus, it is installed in the heating furnace 25.

【0043】また、加熱炉25は、適宜の熱処理用の炉
であるが、例えば金属容器と低周波加熱コイルを組み合
わせた炉体25aを有し、床部25bを分離できる構造
として搬送可能なものであり、図示しない適宜の昇降移
動機構を備え、炉体25aが昇降移動されるものであ
る。昇降移動機構は例えば、加熱炉25の上方に備えら
れたクレーン、側部に設けられた昇降移動台等である。
The heating furnace 25 is a furnace for an appropriate heat treatment, but has, for example, a furnace body 25a in which a metal container and a low-frequency heating coil are combined, and the floor 25b can be transported as a structure that can be separated. The furnace body 25a is moved up and down by providing an appropriate up-and-down moving mechanism (not shown). The elevating and moving mechanism is, for example, a crane provided above the heating furnace 25, an elevating and lowering platform provided on a side portion, and the like.

【0044】そして、加熱炉25の炉体25aの持ち上
げにあたって冷却治具2が設置された床部25bは、炉
体25aと分離され、冷却治具2とともに基礎26上に
残る構造となっている。
The floor portion 25b on which the cooling jig 2 is installed for lifting the furnace body 25a of the heating furnace 25 is separated from the furnace body 25a and remains on the foundation 26 together with the cooling jig 2. .

【0045】また、炉体25aは、昇降時および、図5
に示すドーム加熱状態において床部25b上に下ろされ
たとき、外面冷却用給水パイプ7、外面循環冷却水供給
パイプ9a、外面循環冷却水排出パイプ9b、内面冷却
用給水パイプ8、内面循環冷却水供給パイプ10a、内
面循環冷却水排出パイプ10b、冷却水排出パイプ11
を通過させ且つドーム加熱時には外部と遮断する図示し
ない適宜な構造を備えている。例えば、砂、粘土、シー
ル機構等による閉塞を行なう開口部25dである。
Further, the furnace body 25a is moved up and down, and as shown in FIG.
When the dome is heated on the floor portion 25b in the heating state shown in FIG. 5, the outer surface cooling water supply pipe 7, the outer surface circulating cooling water supply pipe 9a, the outer surface circulating cooling water discharge pipe 9b, the inner surface cooling water supply pipe 8, and the inner surface circulating cooling water. Supply pipe 10a, inner circulation cooling water discharge pipe 10b, cooling water discharge pipe 11
Is provided and an appropriate structure (not shown) for blocking the outside from the outside when heating the dome is provided. For example, it is the opening 25d that is closed by sand, clay, a sealing mechanism, or the like.

【0046】なお、加熱炉25の位置が固定的であれ
ば、炉体25aの開口部25dを設けず、各パイプ7、
9a、9b、8、10a、10b、11を、床部25b
と基礎26を通して設置してもよい。
If the position of the heating furnace 25 is fixed, the opening 25d of the furnace body 25a is not provided and each pipe 7,
9a, 9b, 8, 10a, 10b, 11 to the floor 25b
It may be installed through the foundation 26.

【0047】本実施の形態のアルミニウム合金製ドーム
の熱処理方法は、上記のような熱処理装置によって以下
のように行なわれる。本実施の形態のドーム1は直径1
m、板厚30mmのアルミニウム合金(A2014:ジ
ュラルミン)であり、外面冷却パイプ5と内面冷却パイ
プ6はSUS304製である。外面冷却ノズル5aおよ
び内面冷却ノズル6aはノズル径10mm、ドーム外面
1a、ドーム内面1bに沿って設置間隔80mmで配置
される。
The heat treatment method for the aluminum alloy dome of this embodiment is carried out by the heat treatment apparatus as described above as follows. The dome 1 of this embodiment has a diameter of 1
It is an aluminum alloy (A2014: duralumin) having a thickness of m and a plate thickness of 30 mm, and the outer surface cooling pipe 5 and the inner surface cooling pipe 6 are made of SUS304. The outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a are arranged with a nozzle diameter of 10 mm and an installation interval of 80 mm along the dome outer surface 1a and the dome inner surface 1b.

【0048】ドーム加熱にあたっては、予め、炉体25
aを外して加熱炉25の位置から外れた位置に移動させ
た状態で、床部25b上に設置された冷却治具2にドー
ム1を取付け、外面冷却ノズル5aと内面冷却ノズル6
aがそれぞれ所定の位置でドーム外面1aとドーム内面
1bに向くように外面冷却パイプ5と内面冷却パイプ6
を配置し、その後、炉体25aを加熱炉25の位置に戻
し、図5に示すように冷却治具2とドーム1に被せて覆
うように下ろし、所定温度、例えば550°Cで所定時
間、例えば1hr、冷却治具2とともに加熱を行なう.
そのとき実施の第1形態と同様に、外面冷却パイプ5と
内面冷却パイプ6は循環冷却水bにより常時冷却され、
その温度を略100°C以下に保つことができる。
Before heating the dome, the furnace body 25
With a removed and moved to a position away from the position of the heating furnace 25, the dome 1 is attached to the cooling jig 2 installed on the floor portion 25b, and the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6 are attached.
The outer surface cooling pipe 5 and the inner surface cooling pipe 6 are arranged so that a respectively faces the dome outer surface 1a and the dome inner surface 1b at predetermined positions.
After that, the furnace body 25a is returned to the position of the heating furnace 25, and is lowered so as to cover the cooling jig 2 and the dome 1 as shown in FIG. 5, and is cooled down at a predetermined temperature, for example, 550 ° C. for a predetermined time, For example, heating is performed together with the cooling jig 2 for 1 hr.
At that time, similarly to the first embodiment, the outer cooling pipe 5 and the inner cooling pipe 6 are constantly cooled by the circulating cooling water b,
The temperature can be maintained at about 100 ° C or lower.

【0049】ドーム加熱が終了すると、低周波加熱コイ
ルの電源を遮断し、図6に示すように、炉体25aを図
示しない昇降移動機構により持ち上げて冷却治具2とド
ーム1上から取外し、加熱炉25の位置から移動させ
る。
When the dome heating is completed, the power supply to the low frequency heating coil is cut off, and as shown in FIG. 6, the furnace body 25a is lifted by a lifting mechanism (not shown) to remove it from the cooling jig 2 and the dome 1 to heat it. Move from furnace 25 position.

【0050】冷却治具2とドーム1はその位置のまま
で、外面冷却ノズル5a、内面冷却ノズル6aから冷却
水aを噴射して速やかにシャワー冷却でドーム1を冷却
する。
With the cooling jig 2 and the dome 1 kept in that position, the cooling water a is jetted from the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a to quickly cool the dome 1 by shower cooling.

【0051】冷却水aは、実施の第1形態と同様に、外
面冷却ノズル5a、内面冷却ノズル6aから約10m/
secで噴出するが、外面冷却パイプ5と内面冷却パイ
プ6はドーム加熱中、循環冷却水bで略100°C以下
に冷却されているため、送り込まれた冷却水aが外面冷
却パイプ5と内面冷却パイプ6内で沸騰して冷却水の噴
出が阻まれ冷却が遅れることが防止される。
The cooling water a is about 10 m / m from the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a, as in the first embodiment.
Although it is jetted out in sec, the outer cooling pipe 5 and the inner cooling pipe 6 are cooled to about 100 ° C. or less by the circulating cooling water b during the dome heating, so the sent cooling water a is the outer cooling pipe 5 and the inner surface. It is prevented that the cooling water is boiled in the cooling pipe 6 to prevent the cooling water from being jetted and the cooling is delayed.

【0052】したがって、外面冷却ノズル5a、内面冷
却ノズル6aから近距離で高速の冷却水aの噴流をドー
ム1に吹き付けることができ、金属表面に発生する蒸気
膜を破り、熱伝達を向上させることができる。
Therefore, a jet of high-speed cooling water a can be sprayed onto the dome 1 at a short distance from the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a, thereby breaking the vapor film generated on the metal surface and improving heat transfer. You can

【0053】また、本実施の形態においても、ドーム加
熱に先立ち予めドーム1に対して冷却治具2の外面冷却
ノズル5a、内面冷却ノズル6aを設置するので、ノズ
ル位置の精度が高く冷却速度を均一化でき、急冷におい
てもドーム1の変形量を著しく抑制できる。
Also in this embodiment, since the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a of the cooling jig 2 are preliminarily installed on the dome 1 prior to heating the dome, the nozzle position is highly accurate and the cooling rate is high. It can be made uniform, and the amount of deformation of the dome 1 can be significantly suppressed even during rapid cooling.

【0054】したがって、アルミニウム合金製のドーム
1の熱処理において変形を防止し且つ所定の冷却速度が
得られ時効後の強度が得られる。
Therefore, during the heat treatment of the aluminum alloy dome 1, deformation is prevented and a predetermined cooling rate is obtained, and the strength after aging is obtained.

【0055】また、本実施の形態においては冷却治具2
側を移動させないことが可能なので、冷却水関係の配管
と炉体のシールが容易となる。加熱炉25はその種類を
限定するものではないが、炉体25aの昇降移動を行な
うことから、比較的小型の加熱炉がより適性を有する。
Further, in the present embodiment, the cooling jig 2
Since it is possible not to move the side, it becomes easy to seal the piping related to the cooling water and the furnace body. Although the type of the heating furnace 25 is not limited, a relatively small heating furnace is more suitable because the furnace body 25a is moved up and down.

【0056】なお、加熱によるドーム1と冷却治具2の
熱膨張差による位置のずれは、予め冷却治具2の配置、
形状の決定時に折り込んでおくことにより対処できるこ
と、また、板厚が小さいときは内外面のいずれかの片面
からの冷却でも上記の効果を奏することができること
は、実施の第1形態と同じである。
The positional shift due to the difference in thermal expansion between the dome 1 and the cooling jig 2 due to heating is caused by the arrangement of the cooling jig 2 in advance.
It is the same as the first embodiment that it can be dealt with by folding it when determining the shape, and that the above effect can be obtained by cooling from either one of the inner and outer surfaces when the plate thickness is small. .

【0057】図7から図9に基づき、上記の実施の第1
形態および実施の第2形態のアルミニウム合金製ドーム
の熱処理方法における、冷却治具2の外面冷却ノズル5
aまたは内面冷却ノズル6aの配置間隔の、より適切な
設定方法につき説明する。
Based on FIGS. 7 to 9, the first of the above-mentioned implementations is performed.
Of the outer surface of the cooling jig 2 in the heat treatment method for the aluminum alloy dome according to the second embodiment and the second embodiment.
A more appropriate setting method of the arrangement interval of a or the inner surface cooling nozzle 6a will be described.

【0058】図7は、冷却ノズルの配置間隔の設定のた
めの実験装置の構成図であり、図8は、冷却ノズルの配
置間隔の設定のための実験結果の例を示すグラフ、図9
は、両面冷却の一次元非定常熱伝導解析結果を示すグラ
フである。
FIG. 7 is a block diagram of an experimental apparatus for setting the arrangement interval of the cooling nozzles, and FIG. 8 is a graph showing an example of an experimental result for setting the arrangement interval of the cooling nozzles, and FIG.
[Fig. 4] is a graph showing a one-dimensional unsteady heat conduction analysis result of double-sided cooling.

【0059】上記の実施の第1形態および実施の第2形
態において、アルミニウム合金の溶体化処理での時効後
の強度を確保するためには、冷却速度を一定の値以上に
する必要がある。例えば、A2014合金では強度を確
保する冷却速度は30°C/secとされており、ドー
ム1の全面においてをその冷却速度を得ることのできる
配置間隔で外面冷却ノズル5aと内面冷却ノズル6a
(図7〜図9の説明において以下、単に「冷却ノズル3
0」と記す)の位置を設定しなければならない。
In the first and second embodiments described above, the cooling rate must be set to a certain value or more in order to secure the strength after aging in the solution treatment of the aluminum alloy. For example, in A2014 alloy, the cooling rate for ensuring strength is set to 30 ° C./sec, and the outer surface cooling nozzle 5a and the inner surface cooling nozzle 6a are arranged on the entire surface of the dome 1 at arrangement intervals that can obtain the cooling rate.
(In the description of FIGS. 7 to 9, hereinafter, simply “cooling nozzle 3
The position "0") must be set.

【0060】しかしながら、冷却速度を得るために徒に
冷却水aの流速を上げ、あるいは徒に冷却ノズル30の
設置間隔を狭めて冷却条件を上げるのは、無駄が多く効
率的ではない。
However, it is wasteful and inefficient to increase the flow velocity of the cooling water a in order to obtain the cooling rate or to narrow the installation interval of the cooling nozzles 30 to raise the cooling condition.

【0061】そこで、ドーム1の材質、板厚、冷却ノズ
ル30の径、冷却ノズル30からの冷却水aの流速等を
パラメータとして、必要とする正確な冷却ノズル30の
設置間隔の値を得て、それに基づいて適切に冷却ノズル
30を設定した冷却治具2を用いて、上記実施の第1形
態または実施の第2形のアルミニウム合金製ドームの熱
処理方法を行なう必要がある。
Therefore, using the parameters such as the material of the dome 1, the plate thickness, the diameter of the cooling nozzle 30, the flow velocity of the cooling water a from the cooling nozzle 30 and the like, the required value of the installation interval of the cooling nozzle 30 is obtained. It is necessary to perform the heat treatment method for the aluminum alloy dome of the first embodiment or the second embodiment described above by using the cooling jig 2 in which the cooling nozzle 30 is appropriately set based on it.

【0062】図7において、31は実験装置の加熱炉で
あり、熱処理を行なおうとするアルミニウム合金製ドー
ムの実機と同じ材質、板厚の円盤の供試体32の加熱を
行なう。加熱炉31から引き出された位置の供試体32
の盤面に対して垂直に向くように、実機の冷却治具2の
外面冷却ノズル5aまたは内面冷却ノズル6aと同等の
同じ径を有する実験用の冷却ノズル30が設置されてい
る。
In FIG. 7, reference numeral 31 denotes a heating furnace of an experimental apparatus, which heats a test piece 32 of a disk having the same material and thickness as the actual machine of the aluminum alloy dome to be heat-treated. Specimen 32 at a position pulled out from heating furnace 31
An experimental cooling nozzle 30 having the same diameter as the outer surface cooling nozzle 5a or the inner surface cooling nozzle 6a of the cooling jig 2 of the actual machine is installed so as to face perpendicularly to the board surface.

【0063】冷却ノズル30には水槽33の冷却水aが
ポンプ34によって送りこまれるように配管されてお
り、必要な制御弁35が設けられ、流量計36、圧力計
37と図示しない制御装置により、冷却ノズル30から
噴射する冷却水aの流速を設定できるようにしている。
The cooling nozzle 30 is provided with a pipe so that the cooling water a of the water tank 33 can be fed by the pump 34, a necessary control valve 35 is provided, and a flow meter 36, a pressure gauge 37 and a controller (not shown) are used. The flow velocity of the cooling water a jetted from the cooling nozzle 30 can be set.

【0064】供試体32の上面近傍には冷却ノズル30
からの距離を定めて複数の点に熱電対38が設けられ、
供試体32表面の各部の温度を検出するように設定され
ており、同各部の冷却時の温度変化を計測する構成とな
っている。
The cooling nozzle 30 is provided near the upper surface of the test piece 32.
The thermocouples 38 are provided at a plurality of points by defining the distance from
It is set to detect the temperature of each part on the surface of the test piece 32, and is configured to measure the temperature change of each part during cooling.

【0065】以上のような実験装置により、加熱炉31
で実機の所定の加熱条件(例えば550°C、1hr)
で供試体32を加熱した後、直ちに供試体32を引き出
し、実機と同等の所定の(例えば10mm径)冷却ノズ
ル30から所定の流速(例えば10m/sec)で冷却
水aを噴射し、複数の熱電対38で供試体32表面の各
部の温度変化を計測し、計測結果に基づき、そのノズル
形状、および冷却水aの流速による熱伝達係数の分布の
関係を作成する。図8は、その冷却ノズル30中心から
の半径方向距離d(mm)に対する供試体32表面の熱
伝達係数(W/m2 K)の関係の例を示すグラフであ
り、流速(m/sec)をパラメータとして示される。
With the experimental apparatus as described above, the heating furnace 31
Predetermined heating conditions of the actual machine (eg 550 ° C, 1 hr)
After heating the specimen 32 with, the specimen 32 is immediately pulled out, and the cooling water a is jetted at a prescribed flow velocity (for example, 10 m / sec) from a prescribed (for example, 10 mm diameter) cooling nozzle 30 equivalent to the actual machine, and a plurality of The temperature change of each part on the surface of the specimen 32 is measured by the thermocouple 38, and the relationship between the nozzle shape and the distribution of the heat transfer coefficient depending on the flow velocity of the cooling water a is created based on the measurement result. FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship of the heat transfer coefficient (W / m 2 K) of the surface of the specimen 32 with respect to the radial distance d (mm) from the center of the cooling nozzle 30, and the flow velocity (m / sec). Is shown as a parameter.

【0066】また、一次元非定常熱伝導解析により、図
9に示すような供試体32表面の熱伝達係数(W/m2
K)と、供試体32の板厚内の冷却速度(°C/se
c)の関係を解析することができる。なお、図9に示さ
れる関係は、両面冷却の一次元非定常熱伝導解析結果で
あり、供試体32の材質、板厚をパラメータとしてお
り、図中の実線は材質A2014、板厚30mmの場合
を示している。
Further, the heat transfer coefficient (W / m 2 on the surface of the test piece 32 as shown in FIG. 9 was analyzed by the one-dimensional unsteady heat conduction analysis.
K) and the cooling rate within the plate thickness of the specimen 32 (° C / se)
The relationship of c) can be analyzed. The relationship shown in FIG. 9 is a one-dimensional unsteady heat conduction analysis result of double-sided cooling, and the material and plate thickness of the specimen 32 are used as parameters, and the solid line in the figure indicates the case of material A2014 and plate thickness 30 mm. Is shown.

【0067】以上の様な実験結果と解析結果により、実
機のドーム1の条件に合わせた、実機における冷却ノズ
ル30の設置間隔を求めることができる。
From the above experimental results and analysis results, it is possible to determine the installation intervals of the cooling nozzles 30 in the actual machine that match the conditions of the actual dome 1.

【0068】すなわち、所定の材質の所定の板厚のドー
ム1において強度を確保するに必要な所定の冷却速度を
達成する冷却時の熱伝達係数は図9から求まり、その熱
伝達係数が得られるのは、所定の冷却ノズル30からの
冷却水aの所定の流速の噴射部(冷却ノズル30中心)
からどの距離dまでかが、図8から求まる。
That is, the heat transfer coefficient at the time of cooling that achieves the predetermined cooling rate required to secure the strength in the dome 1 of the predetermined material and the predetermined plate thickness is obtained from FIG. 9, and the heat transfer coefficient is obtained. Is an injection part (center of the cooling nozzle 30) of a predetermined flow velocity of the cooling water a from the predetermined cooling nozzle 30.
To which distance d is obtained from FIG.

【0069】従って、冷却ノズル30の設置間隔は2d
以下としなければならない。
Therefore, the installation interval of the cooling nozzles 30 is 2d.
Must be:

【0070】具体的には、図9によれば、例えば材質A
2014合金、板厚30mmの板材において強度を確保
する冷却速度である30°C/secを達成する必要な
熱伝達係数は、図9のグラフの板厚30mmの線から、
熱伝達係数6000W/m2K以上と読める。
Specifically, according to FIG. 9, for example, the material A
The required heat transfer coefficient for achieving the cooling rate of 30 ° C./sec for securing strength in the 2014 alloy and the plate material having the plate thickness of 30 mm is as follows from the line of the plate thickness of 30 mm in the graph of FIG.
It can be read that the heat transfer coefficient is 6000 W / m 2 K or more.

【0071】10mm径の冷却ノズル30から、流速1
0m/secの冷却水aの噴流を受けた材質A2014
合金、板厚30mmの板材において、熱伝達係数600
0W/m2 K以上の領域(冷却ノズル30中心からの最
大距離d)は、図8からd=40mm以下と読める。し
たがって、冷却ノズル30の設置間隔は、2d=80m
m以下となる。
From the cooling nozzle 30 having a diameter of 10 mm, the flow velocity is 1
Material A2014 that has been subjected to a jet of cooling water a of 0 m / sec
Heat transfer coefficient of 600 for alloys and plates with a plate thickness of 30 mm
A region of 0 W / m 2 K or more (the maximum distance d from the center of the cooling nozzle 30) can be read as d = 40 mm or less from FIG. Therefore, the installation interval of the cooling nozzles 30 is 2d = 80 m.
m or less.

【0072】以上のように、実験と解析結果に基づいて
冷却ノズルの設置間隔を設定して、前述の実施の第1形
態または実施の第2形態のアルミニウム合金製ドームの
熱処理方法を実施することにより、実機のドーム1の材
質、板厚、冷却ノズル30の径、流速に合わせて、熱処
理時の必要な冷却速度を確実に得ることができ、アルミ
ニウム合金の溶体化処理での時効後の強度を確保するこ
とができ、また、適切で無駄のない効率的な熱処理を行
なえる。
As described above, the cooling nozzle installation interval is set based on the experiment and analysis results, and the heat treatment method for the aluminum alloy dome of the first or second embodiment is carried out. This makes it possible to reliably obtain the required cooling rate during heat treatment in accordance with the material of the dome 1 of the actual machine, the plate thickness, the diameter of the cooling nozzle 30, and the flow rate, and the strength after aging during solution treatment of the aluminum alloy. In addition, it is possible to ensure proper and efficient heat treatment without waste.

【0073】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の
範囲内でその具体的構成および構造に種々の変更を加え
てもよいことは勿論である。
The embodiment of the present invention has been described above.
Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made to the specific configuration and structure within the scope of the present invention.

【0074】[0074]

【発明の効果】(1)請求項1の発明によれば、アルミ
ニウム合金製ドームの熱処理方法を、複数の冷却ノズル
を有する冷却パイプを備える冷却治具に、外面と内面の
少なくとも一方の面を前記冷却ノズルに向けてアルミニ
ウム合金製ドームを取り付け、同アルミニウム合金製ド
ームを同冷却治具に取り付けた状態で加熱炉内に搬入
し、同加熱炉内で所定の加熱を行なった後、前記アルミ
ニウム合金製ドームを前記冷却治具とともに前記加熱炉
外に搬出し、前記冷却ノズルより冷却水を噴射して前記
アルミニウム合金製ドームの冷却を行なうように構成し
たので、ドーム加熱に先立ち予めアルミニウム合金製ド
ームに対して冷却治具の冷却ノズルを設置してあるた
め、ドーム加熱後、加熱炉から搬出して速やかに冷却ノ
ズルからの冷却水の噴流でシャワー冷却が行なえ、近距
離で高速の冷却水の噴流が金属表面に発生する蒸気膜を
破り、熱伝達を向上させることができる。また、予め冷
却ノズルを設置するため、ノズルの設置位置の精度が高
く冷却速度を均一化でき、急冷においてもアルミニウム
合金製ドームの変形量を著しく抑制できる。したがっ
て、アルミニウム合金製ドームの熱処理において変形を
防止し且つ所定の冷却速度が得られ時効後の強度が得ら
れる。
(1) According to the invention of claim 1, the heat treatment method for an aluminum alloy dome is applied to a cooling jig provided with a cooling pipe having a plurality of cooling nozzles, and at least one of the outer surface and the inner surface is provided. The aluminum alloy dome was attached to the cooling nozzle, and the aluminum alloy dome was attached to the cooling jig and carried into the heating furnace. After predetermined heating in the heating furnace, the aluminum The alloy dome was carried out of the heating furnace together with the cooling jig, and cooling water was sprayed from the cooling nozzle to cool the aluminum alloy dome. Since the cooling nozzle of the cooling jig is installed on the dome, after the dome is heated, it is taken out of the heating furnace and the cooling water is quickly jetted from the cooling nozzle. In shower cooling performed break the vapor membrane jet of high speed of the cooling water in the near field is generated in the metal surface, thereby improving the heat transfer. Further, since the cooling nozzle is installed in advance, the accuracy of the installation position of the nozzle is high and the cooling speed can be made uniform, and the deformation amount of the aluminum alloy dome can be remarkably suppressed even in the rapid cooling. Therefore, it is possible to prevent deformation during heat treatment of the aluminum alloy dome, obtain a predetermined cooling rate, and obtain strength after aging.

【0075】(2)請求項2の発明によれば、アルミニ
ウム合金製ドームの熱処理方法を、複数の冷却ノズルを
有する冷却パイプを備える冷却治具に、外面と内面の少
なくとも一方の面を前記冷却ノズルに向けてアルミニウ
ム合金製ドームを取り付け、同アルミニウム合金製ドー
ムを同冷却治具に取り付けた状態で加熱炉の炉体を被せ
て覆い、同加熱炉内で所定の加熱を行なった後、前記加
熱炉の炉体を前記アルミニウム合金製ドームと前記冷却
治具上から取外し、前記冷却ノズルより冷却水を噴射し
て前記ドームの冷却を行なうように構成したので、ドー
ム加熱に先立ち予めアルミニウム合金製ドームに対して
冷却治具の冷却ノズルを設置してあるため、ドーム加熱
後、加熱炉の炉体を取外して速やかに冷却ノズルからの
冷却水の噴流でシャワー冷却が行なえ、近距離で高速の
冷却水の噴流が金属表面に発生する蒸気膜を破り、熱伝
達を向上させることができる。また、予め冷却ノズルを
設置するため、ノズルの設置位置の精度が高く冷却速度
を均一化でき、急冷においてもアルミニウム合金製ドー
ムの変形量を著しく抑制できる。したがって、アルミニ
ウム合金製ドームの熱処理において変形を防止し且つ所
定の冷却速度が得られ時効後の強度が得られる。
(2) According to the invention of claim 2, the heat treatment method for an aluminum alloy dome is applied to a cooling jig having a cooling pipe having a plurality of cooling nozzles, and at least one of the outer surface and the inner surface is cooled by the cooling jig. Attach the aluminum alloy dome toward the nozzle, cover the furnace body of the heating furnace with the aluminum alloy dome attached to the cooling jig, and perform predetermined heating in the heating furnace, then, The furnace body of the heating furnace was removed from the aluminum alloy dome and the cooling jig, and cooling water was sprayed from the cooling nozzle to cool the dome. Since the cooling nozzle of the cooling jig is installed on the dome, after heating the dome, the furnace body of the heating furnace is removed and the cooling water jet from the cooling nozzle immediately It can be done word cool, break the vapor membrane jet of high speed of the cooling water in the near field is generated in the metal surface, thereby improving the heat transfer. Further, since the cooling nozzle is installed in advance, the accuracy of the installation position of the nozzle is high and the cooling speed can be made uniform, and the deformation amount of the aluminum alloy dome can be remarkably suppressed even in the rapid cooling. Therefore, it is possible to prevent deformation during heat treatment of the aluminum alloy dome, obtain a predetermined cooling rate, and obtain strength after aging.

【0076】(3)請求項3の発明によれば、請求項1
または請求項2に記載のアルミニウム合金製ドームの熱
処理方法において、熱処理を行なおうとする前記アルミ
ニウム合金製ドームと同じ材質と板厚の供試体に前記ア
ルミニウム合金製ドームを加熱すると同等の所定の加熱
を行なった後、同供試体を前記アルミニウム合金製ドー
ムの冷却を行なう前記冷却治具の冷却ノズルと同等の実
験用の冷却ノズルと冷却水の噴射で冷却し、冷却時の温
度変化を計測した結果をもとに冷却ノズル中心からの距
離と前記供試体表面の熱伝達係数の関係を求めるととも
に、数値解析により供試体表面の熱伝達係数と前記板厚
内の冷却速度との関係を求め、必要とする所定の冷却速
度を得られる前記冷却ノズル中心からの最大距離を、上
記の両関係から求めて、同最大距離をもとに前記冷却治
具の冷却ノズルの設置間隔を設定するように構成したの
で、請求項1または請求項2の発明の効果に加え、実験
による冷却ノズル中心からの距離と供試体表面の熱伝達
係数の関係と、数値解析による供試体表面の熱伝達係数
と供試体板厚内の冷却速度の関係に基づいて、所定の冷
却速度が得られる冷却ノズルの設置間隔を設定すること
により、アルミニウム合金製ドームの材質、板厚、冷却
ノズルの径、冷却水流速に合わせて、熱処理時の必要な
冷却速度を確実に得ることができ、アルミニウム合金の
溶体化処理での時効後の強度を確保することができ、ま
た、適切で無駄のない効率的な熱処理を行なえる。
(3) According to the invention of claim 3, claim 1
Alternatively, in the heat treatment method for an aluminum alloy dome according to claim 2, a predetermined heating equivalent to heating the aluminum alloy dome to a sample having the same material and plate thickness as the aluminum alloy dome to be heat treated. After that, the test piece was cooled by an experimental cooling nozzle equivalent to the cooling nozzle of the cooling jig for cooling the aluminum alloy dome and cooling water jet, and the temperature change during cooling was measured. The relationship between the distance from the center of the cooling nozzle and the heat transfer coefficient of the test piece surface based on the results is obtained, and the relationship between the heat transfer coefficient of the test piece surface and the cooling rate within the plate thickness is obtained by numerical analysis, The maximum distance from the center of the cooling nozzle that can obtain the required predetermined cooling rate is obtained from the above two relationships, and based on the maximum distance, the cooling nozzle of the cooling jig Since the gap is set, in addition to the effect of the invention of claim 1 or 2, the relationship between the distance from the center of the cooling nozzle and the heat transfer coefficient of the surface of the specimen by experiment, and the specimen by numerical analysis Based on the relationship between the heat transfer coefficient of the surface and the cooling rate within the plate thickness of the specimen, by setting the installation interval of the cooling nozzles that can obtain a predetermined cooling rate, the material of the aluminum dome, plate thickness, cooling nozzle It is possible to reliably obtain the required cooling rate during heat treatment in accordance with the diameter and cooling water flow rate, to secure the strength after aging during solution treatment of aluminum alloy, and also to ensure appropriate and unnecessary Not efficient heat treatment can be performed.

【0077】(4)請求項4の発明によれば、請求項1
ないし請求項3のいずれかに記載のアルミニウム合金製
ドームの熱処理方法において、前記冷却パイプを、前記
冷却ノズルに冷却水を送る冷却水流路と並んで同冷却パ
イプを冷却する循環冷却水を流す循環冷却水流路を備え
るものとして、前記加熱中に同循環冷却水流路に前記循
環冷却水を循環させ同冷却パイプを冷却するように構成
したので、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明の
効果に加え、冷却パイプがドーム加熱中、循環冷却水流
路に流される循環冷却水で冷却されているため、ドーム
冷却時に冷却水流路から冷却ノズルに送られる冷却水が
冷却パイプ内で沸騰して冷却水の噴出が阻まれ冷却が遅
れることが防止される。
(4) According to the invention of claim 4, claim 1
The method for heat treating an aluminum alloy dome according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling pipe is circulated along with a cooling water flow path for sending cooling water to the cooling nozzle, and circulating circulation water for cooling the cooling pipe. The cooling water passage is provided, and the circulating cooling water is circulated in the circulating cooling water passage during the heating so as to cool the cooling pipe. Therefore, the invention according to any one of claims 1 to 3 In addition to the effect, since the cooling pipe is cooled by the circulating cooling water flowing through the circulating cooling water flow path during dome heating, the cooling water sent from the cooling water flow path to the cooling nozzle boils in the cooling pipe during dome cooling. It is possible to prevent the cooling water from being jetted and prevent the cooling from being delayed.

【0078】(5)請求項5の発明によれば、熱処理用
冷却治具を、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
のアルミニウム合金製ドームの熱処理方法に用いられ前
記アルミニウム合金製ドームを載置して取付ける熱処理
用冷却治具であって、前記の取り付けられたアルミニウ
ム合金製ドームの外面と内面の少なくとも一方の面に向
けた複数の冷却ノズルを有する冷却パイプを備え、同冷
却パイプは前記冷却ノズルに冷却水を送る冷却水流路を
備え、同冷却水流路は同冷却水を供給する冷却用給水パ
イプと接続してなるように構成したので、請求項1ない
し請求項3のいずれかのアルミニウム合金製ドームの熱
処理方法を、具体的に実施可能とし、請求項1ないし請
求項3のいずれかの発明の効果を奏することができる。
(5) According to the invention of claim 5, the cooling jig for heat treatment is used in the heat treatment method for an aluminum alloy dome according to any one of claims 1 to 3. A cooling jig for heat treatment for mounting and mounting a cooling pipe, comprising: a cooling pipe having a plurality of cooling nozzles directed to at least one of an outer surface and an inner surface of the mounted aluminum alloy dome; 4. A cooling water flow path for sending cooling water to the cooling nozzle is provided, and the cooling water flow path is connected to a cooling water supply pipe for supplying the cooling water. Therefore, any one of claims 1 to 3 The heat treatment method for the aluminum alloy dome can be specifically carried out, and the effect of any one of claims 1 to 3 can be obtained.

【0079】(6)請求項6の発明によれば、請求項5
に記載の熱処理用冷却治具において、前記冷却パイプは
前記冷却水流路と並んで循環冷却水を循環する循環冷却
水流路を備え、同循環冷却水流路は同循環冷却水を供給
する循環冷却水供給パイプと同循環冷却水を排出する循
環冷却水排出パイプとに接続してなるように構成したの
で、請求項5の効果に加え、冷却パイプをドーム加熱中
冷却することができ、冷却水流路から冷却ノズルに送ら
れる冷却水が冷却パイプ内で沸騰して冷却水の噴出が阻
まれ冷却が遅れることを防止できる。
(6) According to the invention of claim 6, claim 5
In the cooling jig for heat treatment according to claim 7, the cooling pipe is provided with a circulating cooling water passage that circulates the circulating cooling water along with the cooling water passage, and the circulating cooling water passage supplies the circulating cooling water. Since it is configured to be connected to the supply pipe and the circulating cooling water discharge pipe for discharging the circulating cooling water, the cooling pipe can be cooled during dome heating in addition to the effect of claim 5, and the cooling water passage It is possible to prevent the cooling water sent from the cooling nozzle to the cooling nozzle to boil in the cooling pipe to prevent the cooling water from being jetted and delay the cooling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】アルミニウム合金製ドームを載置した状態を示
す本発明の実施の第1形態および実施の第2形態に係る
熱処理用冷却治具の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cooling jig for heat treatment according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention showing a state where an aluminum alloy dome is placed.

【図2】図1中A−A矢視による熱処理用冷却治具の外
面冷却パイプの拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an outer surface cooling pipe of the cooling jig for heat treatment taken along the line AA in FIG.

【図3】本発明の実施の第1形態の熱処理方法の施工手
順の説明図であり、アルミニウム合金製ドーム加熱時の
状態を示す。
FIG. 3 is an explanatory view of a construction procedure of the heat treatment method according to the first embodiment of the present invention, showing a state when the aluminum alloy dome is heated.

【図4】本発明の実施の第1形態の熱処理方法の施工手
順の説明図であり、アルミニウム合金製ドーム冷却時の
状態を示す。
FIG. 4 is an explanatory view of a construction procedure of the heat treatment method according to the first embodiment of the present invention, showing a state during cooling of the aluminum alloy dome.

【図5】本発明の実施の第2形態の熱処理方法の施工手
順の説明図であり、アルミニウム合金製ドーム加熱時の
状態を示す。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a construction procedure of the heat treatment method according to the second embodiment of the present invention, showing a state when the aluminum alloy dome is heated.

【図6】本発明の実施の第2形態の熱処理方法の施工手
順の説明図であり、アルミニウム合金製ドーム冷却時の
状態を示す。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a construction procedure of the heat treatment method according to the second embodiment of the present invention, showing a state during cooling of the aluminum alloy dome.

【図7】本発明の実施の第1形態および実施の第2形態
における外面冷却ノズルまたは内面冷却ノズルの配置間
隔等の設定のための実験装置の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an experimental device for setting an arrangement interval or the like of the outer surface cooling nozzles or the inner surface cooling nozzles in the first embodiment and the second embodiment of the present invention.

【図8】図7の実験装置による外面冷却ノズルまたは内
面冷却ノズルの配置間隔の設定のための実験結果の例を
示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an example of an experimental result for setting the arrangement interval of the outer surface cooling nozzles or the inner surface cooling nozzles by the experimental apparatus of FIG.

【図9】両面冷却の一次元非定常熱伝導解析結果を示す
グラフである。
FIG. 9 is a graph showing a one-dimensional unsteady heat conduction analysis result of double-sided cooling.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ドーム 2 冷却治具 3 冷却水受け皿 4 載置台 5 外面冷却パイプ 5a 外面冷却ノズル 6 内面冷却パイプ 6a 内面冷却ノズル 7 外面冷却用給水パイプ 8 内面冷却用給水パイプ 9a 外面循環冷却水供給パイプ 9b 外面循環冷却水排出パイプ 10a 内面循環冷却水供給パイプ 10b 内面循環冷却水排出パイプ 11 冷却水排出パイプ 12a 冷却水流路 12b 循環冷却水流路 13a 冷却水流路 13b 循環冷却水流路 14 移動台車 15 加熱炉 15a 壁体 15b 床部 15c 側壁部 16 基礎 25 加熱炉 25a 炉体 25b 床部 26 基礎 30 冷却ノズル 31 加熱炉 32 供試体 33 水槽 34 ポンプ 35 制御弁 36 流量計 37 圧力計 38 熱電対 1 dome 2 Cooling jig 3 Cooling water saucer 4 table 5 External cooling pipe 5a External cooling nozzle 6 Internal cooling pipe 6a Internal cooling nozzle 7 External cooling water supply pipe 8 Internal cooling water supply pipe 9a External circulation cooling water supply pipe 9b External circulation cooling water discharge pipe 10a Internal circulation cooling water supply pipe 10b Internal circulation cooling water discharge pipe 11 Cooling water discharge pipe 12a Cooling water flow path 12b Circulating cooling water flow path 13a Cooling water flow path 13b Circulating cooling water flow path 14 Mobile trolley 15 heating furnace 15a wall 15b floor 15c Side wall 16 basics 25 heating furnace 25a furnace body 25b floor 26 Basics 30 cooling nozzle 31 heating furnace 32 Specimen 33 aquarium 34 pumps 35 control valve 36 Flowmeter 37 Pressure gauge 38 thermocouple

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22F 1/00 620 C22F 1/00 620 630 630A 672 672 (72)発明者 都筑 隆之 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 (72)発明者 山田 毅 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 Fターム(参考) 4K034 AA02 BA06 DB03 EA02 FA05 FB03 FB09 GA07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C22F 1/00 620 C22F 1/00 620 630 630A 672 672 (72) Inventor Takayuki Tsuzuki Oemachi, Minato-ku, Nagoya-shi No. 10 Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Nagoya Aerospace Systems Works (72) Inventor Takeshi Yamada No. 10 Oe-cho, Minato-ku, Nagoya City Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Nagoya Aerospace Systems Works F-term (reference) 4K034 AA02 BA06 DB03 EA02 FA05 FB03 FB09 GA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の冷却ノズルを有する冷却パイプを
備える冷却治具に、外面と内面の少なくとも一方の面を
前記冷却ノズルに向けてアルミニウム合金製ドームを取
り付け、同アルミニウム合金製ドームを同冷却治具に取
り付けた状態で加熱炉内に搬入し、同加熱炉内で所定の
加熱を行なった後、前記アルミニウム合金製ドームを前
記冷却治具とともに前記加熱炉外に搬出し、前記冷却ノ
ズルより冷却水を噴射して前記ドームの冷却を行なうこ
とを特徴とするアルミニウム合金製ドームの熱処理方
法。
1. A cooling jig having a cooling pipe having a plurality of cooling nozzles, an aluminum alloy dome is attached with at least one of an outer surface and an inner surface facing the cooling nozzle, and the aluminum alloy dome is cooled. After being loaded into the heating furnace while being attached to the jig, and after performing predetermined heating in the heating furnace, the aluminum alloy dome is taken out of the heating furnace together with the cooling jig, and then the cooling nozzle is used. A method for heat treating an aluminum alloy dome, characterized in that cooling water is sprayed to cool the dome.
【請求項2】 複数の冷却ノズルを有する冷却パイプを
備える冷却治具に、外面と内面の少なくとも一方の面を
前記冷却ノズルに向けてアルミニウム合金製ドームを取
り付け、同アルミニウム合金製ドームを同冷却治具に取
り付けた状態で加熱炉の炉体を被せて覆い、同加熱炉内
で所定の加熱を行なった後、前記加熱炉の炉体を前記ア
ルミニウム合金製ドームと前記冷却治具上から取外し、
前記冷却ノズルより冷却水を噴射して前記ドームの冷却
を行なうことを特徴とするアルミニウム合金製ドームの
熱処理方法。
2. A cooling jig provided with a cooling pipe having a plurality of cooling nozzles, an aluminum alloy dome is attached with at least one of an outer surface and an inner surface facing the cooling nozzle, and the aluminum alloy dome is cooled. The furnace body of the heating furnace is covered and covered with the jig attached to the jig, and after performing predetermined heating in the heating furnace, the furnace body of the heating furnace is removed from the aluminum alloy dome and the cooling jig. ,
A method for heat treating an aluminum alloy dome, characterized in that cooling water is jetted from the cooling nozzle to cool the dome.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載されたア
ルミニウム合金製ドームの熱処理方法において、熱処理
を行なおうとする前記アルミニウム合金製ドームと同じ
材質と板厚の供試体に前記アルミニウム合金製ドームを
加熱すると同等の所定の加熱を行なった後、同供試体を
前記アルミニウム合金製ドームの冷却を行なう前記冷却
治具の冷却ノズルと同等の実験用の冷却ノズルと冷却水
の噴射で冷却し、冷却時の温度変化を計測した結果をも
とに冷却ノズル中心からの距離と前記供試体表面の熱伝
達係数の関係を求めるとともに、数値解析により供試体
表面の熱伝達係数と前記板厚内の冷却速度との関係を求
め、必要とする所定の冷却速度を得られる前記冷却ノズ
ル中心からの最大距離を、上記の両関係から求めて、同
最大距離をもとに前記冷却治具の冷却ノズルの設置間隔
を設定することを特徴とするアルミニウム合金製ドーム
の熱処理方法。
3. The heat treatment method for an aluminum alloy dome according to claim 1 or 2, wherein a test piece having the same material and plate thickness as the aluminum alloy dome to be heat treated is made of the aluminum alloy. After heating the dome for the same predetermined amount of time, the test piece is cooled with an experimental cooling nozzle equivalent to the cooling nozzle of the cooling jig for cooling the aluminum alloy dome and a jet of cooling water. , The relationship between the distance from the center of the cooling nozzle and the heat transfer coefficient on the surface of the specimen is determined based on the result of measuring the temperature change during cooling, and the coefficient of heat transfer on the surface of the specimen and the thickness within the plate are obtained by numerical analysis. The maximum distance from the center of the cooling nozzle that can obtain the required predetermined cooling rate is obtained from both of the above relationships, and the maximum distance is calculated based on the maximum distance. A heat treatment method for an aluminum alloy dome, characterized in that an installation interval of cooling nozzles of the cooling jig is set.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載されたアルミニウム合金製ドームの熱処理方法におい
て、前記冷却パイプを、前記冷却ノズルに冷却水を送る
冷却水流路と並んで同冷却パイプを冷却する循環冷却水
を流す循環冷却水流路を備えるものとして、前記加熱中
に同循環冷却水流路に前記循環冷却水を循環させ同冷却
パイプを冷却することを特徴とするアルミニウム合金製
ドームの熱処理方法。
4. The heat treatment method for an aluminum alloy dome according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling pipe is arranged side by side with a cooling water passage for sending cooling water to the cooling nozzle. A circulating cooling water passage for flowing circulating cooling water for cooling the cooling pipe is provided to circulate the circulating cooling water in the circulating cooling water passage during the heating to cool the cooling pipe. Heat treatment method.
【請求項5】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載のアルミニウム合金製ドームの熱処理方法に用いられ
前記アルミニウム合金製ドームを載置して取付ける熱処
理用冷却治具であって、前記の取り付けられたアルミニ
ウム合金製ドームの外面と内面の少なくとも一方の面に
向けた複数の冷却ノズルを有する冷却パイプを備え、同
冷却パイプは前記冷却ノズルに冷却水を送る冷却水流路
を備え、同冷却水流路は同冷却水を供給する冷却用給水
パイプと接続してなることを特徴とする熱処理用冷却治
具。
5. A cooling jig for heat treatment, which is used in the heat treatment method for an aluminum alloy dome according to any one of claims 1 to 3, for mounting and mounting the aluminum alloy dome. A cooling pipe having a plurality of cooling nozzles directed to at least one of the outer surface and the inner surface of the attached aluminum alloy dome is provided, and the cooling pipe is provided with a cooling water flow path for sending cooling water to the cooling nozzle. A cooling jig for heat treatment, wherein the water flow path is connected to a cooling water supply pipe for supplying the same cooling water.
【請求項6】 請求項5に記載の熱処理用冷却治具にお
いて、前記冷却パイプは前記冷却水流路と並んで循環冷
却水を循環する循環冷却水流路を備え、同循環冷却水流
路は同循環冷却水を供給する循環冷却水供給パイプと同
循環冷却水を排出する循環冷却水排出パイプとに接続し
てなることを特徴とする熱処理用冷却治具。
6. The cooling jig for heat treatment according to claim 5, wherein the cooling pipe has a circulating cooling water passage for circulating circulating cooling water along with the cooling water passage, and the circulating cooling water passage has the same circulation. A cooling jig for heat treatment, comprising a circulating cooling water supply pipe for supplying cooling water and a circulating cooling water discharge pipe for discharging the circulating cooling water.
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